Осмос

Диффузия воды через полупроницаемые мембраны называется осмосом .

Активный транспорт - это сопряженный с потреб­лением энергии перенос молекул или ионов через мембрану против градиента концентрации. Энергия требуется потому, что вещество должно двигаться, вопреки своему естественному стремлению диффун­дировать в противоположном направлении. Дви­жение это обычно однонаправленное, тогда как диффузия обратима.

Для ионов направление диффузии определяется двумя факторами: один из этих факторов - концент­рация, а другой - электрический заряд. Ионы обыч­но диффундируют из области с высокой их кон­центрацией в область с низкой концентрацией. Кро­ме того, они обычно притягиваются областью с противоположным зарядом и отталкиваются об­ластью с одноименным зарядом. Поэтому мы гово­рим, что они движутся по электрохимическим гра­диентам, в которых объединяется эффект электри­ческого и концентрационного градиентов. Строго говоря, активный транспорт ионов - это их пере­мещение против электрохимического градиента.

Показано, что в клетках между двумя сторонами плазматической мембраны поддерживается раз­ность потенциалов, иными словами, электрический заряд, и что почти во всех изученных клетках внут­реннее содержимое клетки заряжено отрицательно по отношению к внешней среде. Поэтому катионы (положительно заряженные ионы) обычно стремят­ся в клетку, тогда как анионы клеткой отталкива­ются. Однако их относительные концентрации внут­ри и вне клетки также играют роль, т.е. и от концентраций зависит, в каком направлении в дейст­вительности диффундируют ионы.

Во внеклеточных и внутриклеточных жидкостях из ионов преобладают ионы натрия (Nа+), ионы калия (К+ и хлорид - ионы (С1-).

Ионный состав в клетках обоих этих типов резко отличается от состава окру­жающего их наружного раствора. У них, например, как и у большинства клеток, концентрация калия внутри значительно выше, чем снаружи. Другая характерная особенность заключается в том, что внутриклеточная концентрация калия превышает концентрацию натрия.

Если каким-либо специфическим воздействием, например, с помощью цианида, подавить дыхание эритроцитов, то их ионный состав начнет посте­пенно меняться и в конце концов сравняется с ионным составом плазмы крови. Это показывает, что данные ионы могут пассивно диффундировать через плазматическую мембрану эритроцитов, но что в норме за счет энергии, поставляемой процес­сом дыхания, идет их активный транспорт, благо­даря которому и поддерживаются концентрации. В клетках двух типов натрий активно выкачи­вается из клетки, а калий активно накачивается в нее. Путем расчета можно показать, что реальный поток хлорид - ионов из плазмы в эритроциты от­сутствует, несмотря на их, более высокую концент­рацию в плазме крови. Объясняется это тем, что содержимое клетки отталкивает хлорид - ионы, пос­кольку оно заряжено отрицательно по отношению к внешней среде; иначе говоря, движение этих ионов определяется электрохимическим градиентом, что справедливо для всех клеток.

Сравнительно недавно выяснилось, что у большей части клеток в плазматической мембране действует натриевый насос, активно выкачивающий натрий из клетки. Обычно, хотя и не всегда, натриевый насос сопряжен с калиевым насосом, активно поглощаю­щим ионы калия из внешней среды и переносящим их в клетку. Такой объединенный насос называют натрий - калиевым насосом (Nа+, К+ - насос).